Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН развивают возможности метода сухих пятен крови в комбинации с масс-спектрометрией для анализа лекарственных препаратов и диагностики редких генетических заболеваний новорожденных. В частности, фенилкетонурии, несвоевременное выявление которой может привести к олигофрении.
Фенилкетонурия — наследственное нарушение аминокислотного обмена, обусловленное недостаточностью печеночных ферментов, участвующих в метаболизме фенилаланина до тирозина. Ранние признаки этого заболевания — рвота, вялость или гиперактивность, запах плесени от мочи и кожи, задержка психомоторного развития, более поздние — олигофрения, отставание в физическом развитии, судороги, экземы. В России существует государственная программа, которая включает в себя обязательное обследование (скрининг) всех новорожденных на пять наследственных заболеваний, среди которых есть и фенилкетонурия. Основа лечения — коррекция рациона в виде специальной диеты. Важно назначить ее как можно раньше, пока не развились опасные отклонения.
«Метод сухих пятен крови существует уже давно, с 1960-х годов его стали использовать для перинатального скрининга, диагностики такого заболевания, как фенилкетонурия. В классическом виде сейчас эта технология выглядит следующим образом: есть специальная бумага, на которую наносится небольшой объем крови — либо сразу, либо из пробирки. Образец высушивается, из него вырезают диск, который в дальнейшем можно исследовать различными методами», — рассказывает научный сотрудник ИХБФМ СО РАН кандидат химических наук Александр Анатольевич Черноносов.
У технологии сухих пятен крови есть множество преимуществ. Во-первых, их легко собирать, хранить, транспортировать — для этого не нужно специальных приборов, достаточно иглы для прокола кожи и карточки для нанесения пробы. Во-вторых, сухие пятна намного стабильнее, чем обычные жидкие образцы крови или ее плазмы, и с ними гораздо безопаснее контактировать, что очень важно при работе с кровью пациентов с такими опасными заболеваниями, как гепатит, СПИД, вирус Эбола. Кроме того, для этого метода нужно совсем немного крови. Технология сейчас используется для перинатальной диагностики наследственных патологий в США, Японии, странах Европы.
Наиболее оптимальный метод для последующего лабораторного исследования сухих пятен крови — масс-спектрометрия. В России она еще не применяется в этих целях (у нас сухие пятна крови анализируются с помощью ферментного метода), но уже широко используется в Германии и США. Эта методика хороша тем, что позволяет за один раз изучить образец на содержание множества веществ. Таким образом, в одном анализе можно определить до 40 различных заболеваний, зачастую редких, которые сложно выявляются другими методами.
Образцы сухих пятен крови
Ученые ИХБФМ СО РАН разрабатывают методики анализа сухих пятен крови с помощью масс-спектрометрии для определения содержания в крови различных лекарственных препаратов. Например, варфарина, который используется для разжижения крови у пациентов с искусственным клапаном сердца, аритмией. Многим этот препарат приходится применять пожизненно, а он при неправильно подобранной дозе способен накапливаться в организме. Если его концентрация возрастает, у пациента начинаются кровотечения (внешние и внутренние), что может привести к гибели. «С помощью нашей методики можно для людей с разными генотипами смотреть, насколько быстро варфарин выводится из организма, и потом на основе этих знаний индивидуально подбирать дозу для каждого пациента», — комментирует ученый. Такие же исследования можно провести для многих других лекарственных веществ.
Сейчас сотрудники ИХБФМ работают над усовершенствованием диагностики фенилкетонурии. «К существующему сегодня в России методу анализа, показывающему содержание в крови фенилаланина, мы добавили выявление тирозина (вещества, в которое должен превращаться фенилаланин в организме здорового человека). Определение соотношения этих двух веществ позволяет повысить точность диагностики, находить некоторые пропущенные формы фенилкетонурии и более аккуратно вести пациента, чтобы предотвратить негативные последствия. Бывает, содержание фенилаланина в крови пациента немного ниже верхнего предела нормы, но в сравнении с концентрацией тирозина сразу видно, что имеет место патология», — говорит Александр Черноносов.
На 30 тысяч новорожденных в Новосибирске в год приходится всего несколько случаев фенилкетонурии. Остальные генетические болезни, которые предлагается выявлять с помощью сухих пятен крови, еще более редкие. Однако важно диагностировать их вовремя, чтобы минимизировать риски.
Проблема в том, что масс-спектрометрия в России еще недостаточно развита для повсеместного широкого применения. Метод пока не прошел медицинское освидетельствование. Нужна медицинская статистика и обратная связь от врачей. Для проведения клинических и доклинических испытаний необходима огромная статистика, а ее невозможно набрать, так как оборудования нет в медицинских центрах.
«Сегодня в России еще очень мало масс-спектрометров. Они есть на некоторых предприятиях, в отдельных лабораториях, но не в медицинских организациях, — рассказывает Александр Черноносов. — Однако сейчас эта методика развивается очень быстро. Раз в несколько лет выходят новые поколения масс-спектрометров — размеры становятся меньше, компактнее, чувствительнее, а технологии лучше. Не исключено, что через некоторое время масс-спектрометрия станет рутинным методом при выявлении наследственных заболеваний и анализе различных препаратов».
Диана Хомякова, sbras.info
Фото предоставлено Алксандром Черноносовым
Поделиться: